La UNI EN ISO 20988:2007 è uno dei riferimenti più completi per stimare l’incertezza nelle misure di qualità dell’aria. Si applica alle emissioni da sorgenti fisse, all’aria ambiente, agli ambienti confinati, all’atmosfera nei luoghi di lavoro e alle misure meteorologiche. Non propone un unico foglio di calcolo: fornisce criteri per costruire una stima coerente con il misurando, il metodo e le condizioni reali di impiego.
La norma, confermata da ISO nel 2026 e ancora in vigore, adatta i principi della GUM alle difficoltà tipiche delle misure in aria: concentrazioni che cambiano rapidamente nel tempo, campionamenti sul campo, effetti sistematici, tarature mediante confronto e risultati che dipendono da volume, portata, temperatura, pressione, umidità e recupero analitico.
Campo di applicazione
La UNI EN ISO 20988 comprende un insieme molto ampio di attività:
- misure periodiche alle emissioni da sorgenti fisse;
- sistemi di misura per l’aria ambiente;
- misure in ambienti indoor;
- campionamenti negli ambienti di lavoro;
- grandezze meteorologiche connesse alla qualità dell’aria.
Il metodo può essere manuale o automatico, diretto o indiretto. La prima decisione è sempre la definizione del misurando. “Polveri” non è una definizione sufficiente: occorre chiarire se il risultato è una concentrazione in mg/m³, una media su un periodo, un valore normalizzato a condizioni di riferimento, un flusso di massa o l’esposizione personale di un lavoratore.
Variabilità del processo e incertezza di misura
Nelle emissioni e negli ambienti di lavoro il processo può variare durante il campionamento. Questa variabilità non coincide automaticamente con l’incertezza. Se il misurando è la concentrazione media durante sessanta minuti, le oscillazioni reali nell’ora contribuiscono alla rappresentatività del risultato. Se invece si confrontano due periodi differenti, la variazione dell’impianto può rappresentare un cambiamento del processo e non un errore del metodo.
Prima del calcolo è quindi necessario separare:
- variabilità della grandezza realmente presente;
- variabilità introdotta dal piano di campionamento;
- incertezza degli strumenti e delle grandezze ausiliarie;
- ripetibilità di recupero e analisi;
- bias del metodo nelle condizioni di impiego.
Confondere questi fenomeni produce budget formalmente ordinati ma privi di significato tecnico.
Approccio diretto e approccio indiretto
La norma ammette due famiglie di impostazione.
Approccio diretto
L’incertezza viene stimata attraverso un disegno sperimentale capace di riprodurre le condizioni d’uso. Possono essere utilizzate misure parallele, confronti con un metodo di riferimento, prove su materiali o atmosfere generate e serie di misure sotto condizioni controllate.
Il vantaggio è che molte sorgenti vengono inglobate nella dispersione sperimentale. Il rischio è progettare prove troppo lontane dal campo: un test stabile in laboratorio può non comprendere posizionamento, flusso non uniforme, recupero delle sonde, condensa o interferenze presenti in camino.
Approccio indiretto
L’incertezza viene costruita combinando contributi ottenuti da tarature, specifiche, verifiche, prove di recupero e dati di precisione. È vicino al modello “bottom-up”:
uc(y) = √Σ[ci × u(xi)]2
dove ci rappresenta la sensibilità del risultato alla grandezza di ingresso xi. Non basta elencare certificati di taratura: ogni contributo deve essere trasformato nell’unità del misurando e propagato attraverso il modello di calcolo.
Quali contributi considerare nelle emissioni
| Fase | Possibile contributo | Fonte del dato |
|---|---|---|
| Pianificazione | Posizione e rappresentatività dei punti | Prove di campo e metodo applicabile |
| Campionamento | Portata, tempo, volume e tenuta | Tarature e verifiche |
| Condizioni del gas | Temperatura, pressione, umidità e ossigeno | Certificati e ripetibilità |
| Recupero | Depositi, risciacqui, filtri e soluzioni | Prove di recupero |
| Preparazione | Digestione, estrazione e volumi finali | Validazione |
| Analisi | Taratura, precisione, bianco e deriva | Controlli qualità |
| Bias | Scostamento dal riferimento | CRM, confronto o metodo di riferimento |
| Calcolo | Normalizzazione e fattori di conversione | Validazione del foglio |
Alcuni contributi possono essere correlati. Portata e volume, oppure temperatura e correzione del volume, non devono essere sommati due volte se derivano dalla stessa misura. Il laboratorio deve esplicitare dipendenze e covarianze quando hanno un impatto significativo.
Bias: correggerlo, rimuoverlo o includerlo
La UNI EN ISO 20988 considera differenti situazioni: metodi corretti mediante materiali di riferimento, metodi tarati per confronto con un riferimento, metodi non corretti perché ritenuti non distorti per progettazione e metodi che mantengono intenzionalmente un bias nelle condizioni d’uso.
Il punto operativo è che uno scostamento noto non può scomparire dal budget. Le possibilità sono:
- individuare e rimuovere la causa;
- applicare una correzione al risultato;
- dimostrare che lo scostamento è trascurabile rispetto allo scopo;
- considerarne esplicitamente l’effetto e l’incertezza residua.
Correggere il bias non porta a incertezza zero: rimangono l’incertezza del riferimento, la precisione con cui è stata determinata la correzione e la sua stabilità nel tempo.
Misurandi che variano rapidamente
Quando la concentrazione cambia rapidamente, il tempo di risposta, la durata del campionamento e la frequenza di acquisizione possono influenzare il risultato. Un sistema automatico può smussare i picchi; un campionamento integrato può restituire una media corretta ma non descrivere la dinamica del processo.
Il laboratorio dovrebbe documentare:
- periodo a cui si riferisce il risultato;
- modalità di integrazione o media;
- tempi di risposta e stabilizzazione;
- sincronizzazione tra misure parallele;
- criteri per escludere fasi non rappresentative;
- trattamento di derive e valori mancanti.
Esempio numerico per una misura alle emissioni
Consideriamo una concentrazione misurata in camino. Il laboratorio ha stimato i seguenti contributi standard relativi:
- volume campionato: 2,0%;
- taratura analitica: 3,0%;
- recupero del sistema: 2,0%;
- ripetibilità in campo: 4,0%;
- bias residuo: 1,5%;
- normalizzazione alle condizioni di riferimento: 1,0%.
Supponendo contributi indipendenti:
uc,rel = √(2,02 + 3,02 + 2,02 + 4,02 + 1,52 + 1,02) = 6,0%
Con k = 2:
Urel = 12,0%
Per un risultato di 8,0 mg/m³, l’incertezza estesa assoluta è 0,96 mg/m³ e il risultato può essere espresso, con arrotondamento coerente, come (8,0 ± 1,0) mg/m³. Questo esempio non sostituisce il budget specifico: serve a mostrare la propagazione dei contributi.
Ambienti di lavoro: il campionamento personale
Nelle esposizioni professionali, la pompa tarata è solo una parte del sistema. Occorre considerare stabilità della portata, tempo effettivo, dispositivo di campionamento, perdite, trasporto, recupero, analisi e rappresentatività temporale. La variabilità tra lavoratori o giornate non coincide con l’incertezza del singolo risultato, ma influenza la strategia di valutazione dell’esposizione.
La stima deve essere coerente con il misurando: concentrazione sul periodo campionato, esposizione ponderata sulle otto ore o misura di breve durata. Utilizzare lo stesso budget per tutte le durate senza valutare massa raccolta e limite di quantificazione può produrre risultati non realistici.
Validazione dei fogli di calcolo
I metodi per la qualità dell’aria contengono spesso numerose conversioni. Il foglio deve essere verificato con calcoli indipendenti, casi limite, controllo delle unità e protezione delle formule. È opportuno tracciare versione, modifiche e autorizzazione all’uso.
Un budget può essere matematicamente corretto ma collegato alla cella sbagliata. La validazione dovrebbe controllare almeno:
- coefficienti di sensibilità;
- conversione da incertezza estesa a standard;
- distribuzioni e divisori applicati;
- unità di misura;
- fattori di normalizzazione;
- arrotondamento e forma del risultato.
Errori frequenti
- confondere la variabilità dell’impianto con l’incertezza del metodo;
- utilizzare soltanto le incertezze dei certificati di taratura;
- ignorare posizionamento, tenuta, recupero e bianco di campo;
- sommare linearmente contributi indipendenti;
- contare due volte grandezze correlate;
- non trasformare i contributi nell’unità del risultato;
- ignorare un bias noto perché il recupero rientra in un limite interno;
- utilizzare lo stesso budget per concentrazione, flusso di massa ed esposizione.
Domande frequenti
La UNI EN ISO 20988 è ancora vigente?
Sì. ISO ha confermato l’edizione 2007 nel giugno 2026 e il catalogo UNI la indica in vigore.
Si applica soltanto alle emissioni?
No. Comprende aria ambiente, emissioni da sorgenti fisse, ambienti confinati, luoghi di lavoro e meteorologia.
È obbligatorio un approccio bottom-up?
No. La norma consente dati derivati da un unico disegno sperimentale diretto o dalla combinazione di disegni e contributi in un approccio indiretto.
Il certificato di taratura della pompa basta per stimare U?
No. Deve essere considerato l’intero processo: campionamento, tempo, supporto, trasporto, recupero, analisi e calcolo.
Il bias deve sempre essere corretto?
Uno scostamento significativo deve essere gestito. La correzione è spesso preferibile, ma la decisione dipende dal metodo e dallo scopo; l’incertezza della correzione rimane comunque presente.
Collegamento con gli altri approcci
Per le analisi delle acque basate su dati del singolo laboratorio è utile confrontare questo approccio con la UNI ISO 11352:2025, che combina riproducibilità interna e bias ricavati da validazione e controllo qualità.
Quando il metodo dispone di dati di riproducibilità ottenuti da studi collaborativi, è utile valutare anche la ISO 21748:2017, evitando di duplicare contributi già compresi nella variabilità interlaboratorio.
Riferimento ufficiale e supporto
La UNI EN ISO 20988:2007 è il riferimento italiano per queste linee guida. DN Consulenze supporta i laboratori nella costruzione dei budget per emissioni e ambienti di lavoro, nella validazione dei fogli di calcolo e nella verifica delle dotazioni secondo ISO/IEC 17025. Consulta la consulenza per laboratori e la formazione tecnica.